几何画板动态演示涡旋电场

人教版高二物理第十九章第三节介绍了麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。并且在书的右侧附了一幅关于“变化的磁场产生电场（磁场增强时）”的情形图，学生学到这里时往往会产生疑问：电场里的电场线不是从正电荷发出，到负电荷终止的吗？怎么到了这里又变成闭合的了呢？这时如果老师能动态把这一现象演示给学生们看，对学生们的理解肯定有帮助。下面就是我们版友制作的用几何画板动态演示涡旋电场的课件，下面和大家一起来学习一下。

学生们会有以上疑问是由于学生对电场的了解不足所造成的。其实在物理学中，电场有两种：静止电荷产生的静电场和随时间变化的磁场产生的涡旋电场（也叫感生电场）。

几何画板制作的动态演示涡旋电场课件样图：

几何画板课件模板——动态演示涡旋电场

在该课件中，只需点击“动画点”操作按钮，就可以模拟涡旋电场中的电场线是如何运动的，通过演示会发现，其电场线没有起点、终点，是闭合的。点击“初始化”操作按钮，就可以回到初始状态，方便再一次演示。

涡旋电场产生原理：

在垂直于磁场的洛伦兹力作用下，带电粒子运动的方向在局面上不停的改变，最后沿着一个圆弧轨道运动。但这个力并不改变带电粒子原有的速度大小（方向会改变）或能量。一定速度的带电粒子，在均匀磁力场中走过的轨迹，是半径为一定的圆周。就是说，是垂直于带电粒子运动轨道平面的（磁场）磁力线产生的洛伦兹力使带电粒子作圆周运动。大量带电粒子的圆周运动就形成旋转电场。

涡旋电场和静电场的不同点：

（1）产生原因不同：

静电场──由静电荷产生

涡旋电场──由变化磁场产生

（2）电场线的分布不同：

静止电荷产生的静电场，其电场线起于正电荷终止于负电荷，不可能闭合。

变化磁场产生的涡旋电场，其电场线没有起点、终点，是闭合的。

（3）电场力做功情况不同：

静电场中电场力做功和路径无关，只和移动电荷初末位置的电势差有关。

涡旋电场中移动电荷时，电场力做功和路径有关，因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。

点击下面的“下载模板”按钮，即可下载该课件，用于麦克斯韦的电磁场一课的教学中，给学生们动态演示涡旋电场的形成，让学生们的理解更容易。在前面给大家介绍的课件中，有研究电场线和等势面关系的，大家如有疑问可参考：演示电场线与等势面关系。